深空探测器测控通信控制器的设计与实现

随着航天事业的发展,人类对于太空探索的要求越来越迫切,神舟五号、六号的相继成功发射标志着中国航天事业发展有了长足的进步,但是当前中国航天技术与世界先进水平相比还有较大差距,也不适应国家现代化建设的需求。在我国成功发射了载人航天飞船之后,对于太空的探索有了更进一步的要求,所以月球探测成为了我国航天发展的下一个重要目标。 本文主要研究内容就是对月球车测控通信控制器进行设计,使其能够在月表与着陆器和地面站进行测控和数据通信,并保证其在体积、功率有限条件下的可靠性。 首先,研究了深空通信的特点以及应用较为广泛的空间通信协议,如CCSDS、OMNI等空间通信协议族。根据通信控制器对链路层协议进行控制的主要功能,分别分析了月地、月上空间通信的信道特点,进而提出了相应链路协议的控制方案。月地信道方面,选择了基于HDLC的改进帧格式,并采用Turbo码作为纠错编码;月表方面由于信道性能良好,采用标准HDLC的帧格式,对于高速率的图像信息同时应用Turbo码作为信道编码。 接着,依据月上测控通信系统的具体要求,设计出通信控制器的硬件结构。选用MPC850芯片作为核心处理器,介绍了芯片的硬件结构和功能,着重说明了应用到的通信接口和以太网口部分的接口性能和特点,并给出了与核心处理器相连接的外围硬件电路。 本文中最后研究了如何使用嵌入式系统的软件平台开发通信控制器,课题中采用了MPC850+Linux作为系统开发平台,说明了在Linux下如何建立开发环境和进行驱动程序的开发。我们针对采用的链路协议,在嵌入式平台上进行了软件设计,并完成了功能测试。